KR20220006346A - 방화댐퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방화댐퍼에 관한 것으로서, 더 상세하게는 건물에 구비되는 문이나 창문 등에 구비되어 화재발생 시 소정의 공기가 실내로 유입될 수 있도록 허용함으로써 화재로 실내 공기가 희박해진 상태에서 문을 개방했을 때 발생하는 백드래프트 현상을 방지할 수 있는 방화댐퍼에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 문에 장착되는 방화댐퍼에 있어서, 상기 문의 일측을 타공하여 문의 외부 및 내부간 공기가 유동할 수 있도록 형성되는 공구(孔口); 상기 공구를 개폐가능하도록 구비되는 플레이트; 상기 플레이트는, 제1플레이트 및 제2플레이트의 결합으로 구성되고, 상기 제1플레이트 및 제2플레이트에 결합되는 스프링고정부; 상기 스프링고정부에 연결되는 스프링 및; 상기 제1플레이트 및 제2플레이트에 결합되어 변태온도 이하의 온도에서 공구를 밀폐시키는 형상으로 형성되는 형상기억합금을 포함하여; 평상시에는 공구를 밀폐 또는 개방한 상태로 유지되되, 화재 발생으로 인해 형상기억합금의 변태온도 이상의 온도에 도달했을 때, 형상기억합금이 모상으로 변태하여 공구를 개방 또는 폐쇄시키도록 구성되는, 방화댐퍼를 제공한다.

Description

방화댐퍼{Fire damper}

본 발명은 방화댐퍼에 관한 것으로서, 더 상세하게는 건물에 구비되는 문이나 창문 등에 구비되어 화재발생 시 소정의 공기가 실내로 유입될 수 있도록 허용함으로써 화재로 실내 공기가 희박해진 상태에서 문을 개방했을 때 발생하는 백드래프트 현상을 방지할 수 있는 방화댐퍼에 관한 것이다.

2017년 충북 제천 스포츠센터 화재로 29명의 사망자가 발생했고, 36명이 부상을 입어 치료를 받았다. 2층 사우나 유리창을 깨고 구조작업을 진행했어야 하는데 하지 않아 소방당국에 책임이 있다는 주장이 있었으나, 소방당국에서는 '백드래프트'에 대한 우려로 사우나 유리창을 깰 수 없었다고 답변했다.

국내 화재예방,소방시설설치ㆍ유지및안전관리에관한법률에서는 방화벽 등 화재의 조기 진압 및 확산 방지를 위한 설비들을 설치하도록 규정하고 있으며, 이에 따라 주요 공공시설에서는 출입문 등이 기본적으로 방화문 역할을 수행할 수 있도록 설계되고 있다.

다만, 상기와 같은 화재사고에서와 같이, 화재가 발생한 공간이 밀폐되어 있는 경우 다른 공간으로의 화재 확산이 방지될수는 있으나 해당 공간 내부에 있는 사람의 대피가 어려워지는(출입문 개방 시 백드래프트 현상으로 더 큰 사고 발생 가능성) 문제점이 있었다.

국내특허등록공보 제10-0855716호에는, 덕트 배관 내에 구비되는 방화댐퍼가 개시되어 있다. 상기와 같은 종래 방화 덕트들은 화재나 연기의 확산을 방지하는 용도로써 사용될 뿐, 화재 발생 장소 내부 인력이 대피할 수 있도록 백드래프트 현상을 방지하는 기능은 전혀 수행할 수 없었고, 오히려 방화댐퍼의 작동으로 인해 백드래프트 현상의 발생이 촉진될 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전술한 바와 같은 종래 방화 시설의 문제점을 해결하기 위하여, 출입문이나 창문 등에 공구(孔口)를 개설하고, 상기 공구가 화재발생 시에만 개방되도록 하여 화재발생 공간에 소량의 공기가 유입될 수 있도록 허용함으로써 백드래프트 현상을 방지할 수 있는 방화댐퍼를 제공하는 것이다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래 방화 시설의 문제점을 해결하기 위하여, 문에 장착되는 방화댐퍼에 있어서, 상기 문의 일측을 타공하여 문의 외부 및 내부간 공기가 유동할 수 있도록 형성되는 공구(孔口); 상기 공구를 개폐가능하도록 구비되는 플레이트; 상기 플레이트는, 제1플레이트 및 제2플레이트의 결합으로 구성되고, 상기 제1플레이트 및 제2플레이트에 결합되는 스프링고정부; 상기 스프링고정부에 연결되는 스프링 및; 상기 제1플레이트 및 제2플레이트에 결합되어 변태온도 이하의 온도에서 공구를 밀폐 또는 개방시키는 형상으로 형성되는 형상기억합금을 포함하여; 평상시에는 공구를 밀폐 또는 개방한 상태로 유지되되, 화재 발생으로 인해 형상기억합금의 변태온도 이상의 온도에 도달했을 때, 형상기억합금이 마르텐자이트상으로 변태하여 공구를 개방 또는 폐쇄시키도록 구성되는, 방화댐퍼를 제공한다.

또한, 상기 방화댐퍼는, 공구의 문 외측 및 내측에 각각 하나씩 구비되고(제1방화댐퍼 및 제2방화댐퍼), 상기 제1방화댐퍼는 평상시에 밀폐 상태로 유지되되 제2방화댐퍼는 개방 상태로 유지되고, 화재 발생으로 인해 제1방화댐퍼의 형상기억합금이 제1변태온도 이상의 온도에 도달했을 때 제1방화댐퍼가 개방되고, 화재 발생 후 제1변태온도보다 온도가 더 상승하여 제2변태온도 이상의 온도에 도달했을 때 제2방화댐퍼가 폐쇄되어, 화재 초기에는 공구를 개방하여 백드래프트를 방지하되, 화재 후기에는 공구를 폐쇄하여 화재 확산을 방지하도록 구성될 수 있다.

그리고, 상기 제1플레이트 및 제2플레이트는 공구에 힌지결합되어 힌지를 중심축으로 소정의 각도 범위 내에서 회전 가능하도록 구성되고, 상기 스프링고정부는 힌지로부터 수직한 방향으로 소정의 거리만큼 이격된 위치에 구비되고, 상기 스프링은 제1플레이트 및 제2플레이트가 서로 평행하게 위치하도록 하는 방향으로 스프링고정부에 탄성력을 가하도록 구비되고, 상기 형상기억합금은, 상기 변태온도 미만의 온도 및 변태온도 이상의 온도 중 어느 한 온도범위에서는 제1플레이트 및 제2플레이트가 서로 평행하게 위치하도록 완만한 곡선 형상으로 구성되되, 다른 온도범위에서는 제1플레이트 및 제2플레이트에 힌지를 중심으로 소정의 각도가 형성되도록 급격한 곡선 형상으로 구성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 평상시에는 공구를 폐쇄하여 일반 문과 동일한 기능을 할 수 있으며, 화재발생 시에만 공구를 개방하여 화재발생 장소로 소량의 산소가 지속 공급되도록 함으로써 백드래프트 현상을 방지할 수 있다.

또한, 화재 단계별로 개폐 상태를 조절하여, 화재발생 초기 내부 인원의 대피나 소방수의 진입이 필요한 상황에서는 백드래프트 방지를 위해 개방되되, 내부 인원이 대피한 뒤인 화재발생 후기에는 화재확산을 방지하도록 폐쇄되므로, 화재 단계별 안전한 진화 작업이 가능하다.

도 1 은 본 발명의 실시 예에 의한 방화댐퍼가 설치된 형태를 나타낸 정면도이다.
도 2 는 본 발명의 실시 예에 의한 방화댐퍼가 작동하는 구조를 나타낸 단면도이다.
도 3 은 본 발명의 실시 예에 의한 방화댐퍼가 작동하는 구조를 나타낸 정면도이다.
도 4 는 본 발명의 실시 예에 의한 제1방화댐퍼 및 제2방화댐퍼가 작동하는 방법을 나타낸 개요도이다.

이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물 (equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

본 문서에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.

본 문서에서, "A 또는 B," "A 또는/및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," "A 및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.

어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어(operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될수 있다.

본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)," "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)," "~하도록 설계된(designed to)," "~하도록 변경된(adapted to)," "~하도록 만들어진(made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.

본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

본 발명의 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 문에 장착되는 방화댐퍼에 있어서, 상기 문의 일측을 타공하여 문의 외부 및 내부간 공기가 유동할 수 있도록 형성되는 공구(孔口); 상기 공구를 개폐가능하도록 구비되는 플레이트; 상기 플레이트는, 제1플레이트 및 제2플레이트의 결합으로 구성되고, 상기 제1플레이트 및 제2플레이트에 결합되는 스프링고정부; 상기 스프링고정부에 연결되는 스프링 및; 상기 제1플레이트 및 제2플레이트에 결합되어 변태온도 이하의 온도에서 공구를 밀폐 또는 개방시키는 형상으로 형성되는 형상기억합금을 포함하여; 평상시에는 공구를 밀폐 또는 개방한 상태로 유지되되, 화재 발생으로 인해 형상기억합금의 변태온도 이상의 온도에 도달했을 때, 형상기억합금이 모상으로 변태하여 공구를 개방 또는 폐쇄시키도록 구성되는, 방화댐퍼를 제공한다.

상기 기재에서 "문"은, 방화문, 출입문, 방화셔터, 창문 등 개폐가능한 건축물의 구성요소를 의미할 수 있다.

방화댐퍼 폐쇄 시 밀폐효과를 높이기 위해서 상기 문은 방화문과 같이 닫힌 상태에서 소정의 밀폐구조로 구성되는 것이 바람직하다.

스프링은 스프링고정부에 연결되어 플레이트가 닫힌 상태로 유지시키는 방향으로 탄성력을 가하도록 구비될 수 있다.

화재 발생으로 인해 실내 온도가 상승하게 되면, 형상기억합금의 온도가 상승하여 변태온도에 도달하게 되고, 이에 따라 모상으로 변태되면서 플레이트를 개방시키는 방향으로 응력이 가해지게 된다.

또한, 상기 방화댐퍼는, 공구의 문 외측 및 내측에 각각 하나씩 구비되고(제1방화댐퍼 및 제2방화댐퍼), 상기 제1방화댐퍼는 평상시에 밀폐 상태로 유지되되 제2방화댐퍼는 개방 상태로 유지되고, 화재 발생으로 인해 제1방화댐퍼의 형상기억합금이 제1변태온도 이상의 온도에 도달했을 때 제1방화댐퍼가 개방되고, 화재 발생 후 제1변태온도보다 온도가 더 상승하여 제2변태온도 이상의 온도에 도달했을 때 제2방화댐퍼가 폐쇄되어, 화재 초기에는 공구를 개방하여 백드래프트를 방지하되, 화재 후기에는 공구를 폐쇄하여 화재 확산을 방지하도록 구성될 수 있다.

방화댐퍼가 화재 상황에서 지속적으로 개방되어 있는 경우, 산소가 화재 발생 지점에 지속적으로 공급됨으로써 화재가 확산될 수 있으므로, 상기와 같이 화재가 어느 정도 진행된 이후(내부 사람들이 충분히 대피하고 난 뒤의 화재 지점 온도에 도달한 경우)에는 방화댐퍼를 폐쇄시킬 수 있다. 이러한 구조를 통해, 내부에 사람이 있는데도 밀폐된 화재 발생 지점에서, 백드래프트 현상에 대한 우려로 구조/방화 작업을 진행할 수 없었던 상황을 방지할 수 있다.

그리고, 상기 제1플레이트 및 제2플레이트는 공구에 힌지결합되어 힌지를 중심축으로 소정의 각도 범위 내에서 회전 가능하도록 구성되고, 상기 스프링고정부는 힌지로부터 수직한 방향으로 소정의 거리만큼 이격된 위치에 구비되고, 상기 스프링은 제1플레이트 및 제2플레이트가 서로 평행하게 위치하도록 하는 방향으로 스프링고정부에 탄성력을 가하도록 구비되고, 상기 형상기억합금은, 상기 변태온도 미만의 온도 및 변태온도 이상의 온도 중 어느 한 온도범위에서는 제1플레이트 및 제2플레이트가 서로 평행하게 위치하도록 완만한 곡선 형상으로 구성되되, 다른 온도범위에서는 제1플레이트 및 제2플레이트에 힌지를 중심으로 소정의 각도가 형성되도록 급격한 곡선 형상으로 구성될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 문의 일측을 타공하여 본 발명의 실시 예에 의한 방화댐퍼를 설치할 수 있다. 다만, 방화댐퍼는 문 외부에서 공구를 통해 잠금장치를 조작하지 못하도록 잠금장치로부터 소정의 거리만큼 이격된 위치에 구비되는 것이 바람직하다.

도 2 (a)에는 방화댐퍼가 폐쇄된 상태가, 도 2 (b)에는 방화댐퍼가 개방된 상태가 도시되어 있다. 도 2 (a)의 폐쇄 상태에서는 형상기억합금이 플레이트에 큰 하중을 작용하지 않으나, 개방되는 상태에서는 형상기억합금이 모상으로 변태됨으로써 플레이트에 큰 하중을 작용시킬 수 있다.

스프링은 형상기억합금이 변태되지 않은 상태에서 플레이트의 밀폐상태를 유지시키고 밀폐력을 높이기 위하여 사용될 수 있다.

D : 문
H : 공구(孔口)
1' : 제1방화댐퍼
1'' : 제2방화댐퍼
11 : 제1플레이트
12 : 제2플레이트
13 : 힌지
2 : 스프링고정부
3 : 스프링
4 : 형상기억합금

Claims (3)

1. 문에 장착되는 방화댐퍼에 있어서,
   상기 문의 일측을 타공하여 문의 외부 및 내부간 공기가 유동할 수 있도록 형성되는 공구(孔口);
   상기 공구를 개폐가능하도록 구비되는 플레이트;
   상기 플레이트는, 제1플레이트 및 제2플레이트의 결합으로 구성되고,
   상기 제1플레이트 및 제2플레이트에 결합되는 스프링고정부;
   상기 스프링고정부에 연결되는 스프링 및;
   상기 제1플레이트 및 제2플레이트에 결합되어 변태온도 이하의 온도에서 공구를 밀폐 또는 개방시키는 형상으로 형성되는 형상기억합금을 포함하여;
   평상시에는 공구를 밀폐 또는 개방한 상태로 유지되되, 화재 발생으로 인해 형상기억합금의 변태온도 이상의 온도에 도달했을 때, 형상기억합금이 모상으로 변태하여 공구를 개방 또는 폐쇄시키도록 구성되는, 방화댐퍼
2. 청구항 1항에 있어서,
   상기 방화댐퍼는, 공구의 문 외측 및 내측에 각각 하나씩 구비되고(제1방화댐퍼 및 제2방화댐퍼),
   상기 제1방화댐퍼는 평상시에 밀폐 상태로 유지되되 제2방화댐퍼는 개방 상태로 유지되고,
   화재 발생으로 인해 제1방화댐퍼의 형상기억합금이 제1변태온도 이상의 온도에 도달했을 때 제1방화댐퍼가 개방되고,
   화재 발생 후 제1변태온도보다 온도가 더 상승하여 제2변태온도 이상의 온도에 도달했을 때 제2방화댐퍼가 폐쇄되어,
   화재 초기에는 공구를 개방하여 백드래프트를 방지하되, 화재 후기에는 공구를 폐쇄하여 화재 확산을 방지하도록 구성되는, 방화댐퍼
3. 청구항 1항에 있어서,
   상기 제1플레이트 및 제2플레이트는 공구에 힌지결합되어 힌지를 중심축으로 소정의 각도 범위 내에서 회전 가능하도록 구성되고,
   상기 스프링고정부는 힌지로부터 수직한 방향으로 소정의 거리만큼 이격된 위치에 구비되고,
   상기 스프링은 제1플레이트 및 제2플레이트가 서로 평행하게 위치하도록 하는 방향으로 스프링고정부에 탄성력을 가하도록 구비되고,
   상기 형상기억합금은,
   상기 변태온도 미만의 온도 및 변태온도 이상의 온도 중 어느 한 온도범위에서는 제1플레이트 및 제2플레이트가 서로 평행하게 위치하도록 완만한 곡선 형상으로 구성되되, 다른 온도범위에서는 제1플레이트 및 제2플레이트에 힌지를 중심으로 소정의 각도가 형성되도록 급격한 곡선 형상으로 구성되는, 방화댐퍼
   

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